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利用GNSS记录的小波分析检测慢滑事件

地球物理 2023-01-02 v1

摘要

在许多地区,构造 tremor 与慢滑相关,并可用作研究中等地震级慢滑事件的替代手段,此类事件的地表形变隐藏在全球导航卫星系统(GNSS)噪声中。然而,当未观测到 tremor 与慢滑发生之间的明确关系时,这些方法无法应用,我们需要其他方法来更好地检测和量化慢滑。小波方法如离散小波变换(DWT)和最大重叠离散小波变换(MODWT)是通过观察时间序列的加权差分如何从一个周期到下一个周期变化,从而在时域和频域同时分析时间序列的数学工具。我们使用小波方法分析喀斯喀特地区慢滑事件的GNSS时间序列。我们使用去趋势的GNSS数据,应用MODWT变换并在多个邻近GNSS站上叠加小波细节。作为对慢滑事件时刻的独立检验,我们还计算了GNSS站附近的 tremor 累积数,对该信号去趋势,并应用MODWT变换。在两组时间序列中,我们随后可看到同时出现的波形,其时刻对应于慢滑事件的时刻。我们假设每当小波信号中出现正峰值后继以负峰值时,就存在一个慢滑事件。我们验证了仅用GNSS数据检测到的慢滑事件与仅用 tremor 数据检测到的慢滑事件之间具有良好的一致性。基于小波的检测方法有效地检测到了由独立事件目录确定的震级高于6的事件。作为在无显著 tremor 地区使用小波分析的演示,我们还分析了来自新西兰的GNSS数据,并检测到了在空间和时间与先前其他研究检测到的慢滑事件相近的慢滑事件。

关键词

引用

@article{arxiv.2212.14592,
  title  = {Detection of slow slip events using wavelet analysis of GNSS recordings},
  author = {Ariane Ducellier and Kenneth C. Creager and David A. Schmidt},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2212.14592},
  year   = {2023}
}

备注

This paper appeared in Bulletin of the Seismological Society of America 112 (5): 2408-2424